地转运动与准地转运动联系,地转运动与准地转运动

什么是地转风?

在大气中水平方向的气压梯度力与地球自转所引起的科里奥利力平衡时的风。由于水平气压梯度力的方向垂直于等压线且由高压指向低压，而科里奥利力的方向垂直于风，因此两者平衡形成的地转风的方向平行于等压线（或等重力位势线）。在北半球，若背风而立，高气压（或高重力位势）在右侧，低气压（或低重力位势）在左侧，在南半球则相反。

地转风和气压场分布的这种规律，是C.H.D.白贝罗于1857年首先提出的，故称白贝罗定律。地转风的大小与水平气压梯度（或等压面上的重力位势梯度，即等压面坡度）的数值成正比，与科里奥利参数及空气密度成反比。在离地面约1.5千米以上的自由大气中，大尺度运动的铅直速度比水平速度小得多，而且水平运动的惯性力和湍流摩擦力也比水平气压梯度力和科里奥利力小得多，因此，自由大气中的大尺度运动，除了具有准水平运动的性质外，还近似地满足地转风关系，故又称为准地转运动。

在大尺度自由大气中（不考虑摩擦力的作用），空气质点所受的水平气压梯度力（G）和水平地转偏向力（A）达到平衡时的匀速直线平衡运动，G=A。地转风的表达式：Vg=（9.8/f）/（H/n）式中f=2ωSinφ是地转参数，－（H/n）为高度梯度（相当于气压梯度）。地转风方向平行于等压线，在北半球，背地转风而立，高压在右，低压在左，南半球则相反，地转风速度大小与水平气压梯度成正比，即等压线越密（疏）地转风风速越大（小）。地转风风速还与地球纬度成反比。

在中高纬地区，高空的实际风十分接近地转风，风压关系大体遵循上述地转风原理，这是中高纬地区在分析天气和预报天气中应遵循的原则。

地转偏向力的方向与物体的运动方向有什么关系

在地球上，只有运动的物体才有地转偏向力，所以当地球上的物体运动时，就会在他的垂直方向上产生地转偏向力，是物体运动偏离原来的直线轨迹，

地球流体力学的运动的分类

地球流体运动按空间尺度或性质可分为下列数种类型：重力－惯性波、行星波、埃克曼流、大气和大洋环流、涡旋、重力波和对流等。后三者为一般流体力学所共有，这里不单独解释。
① 重力-惯性波。地球流体的一种基本运动形式，由重力和科里奥利力共同作用所形成。相速（见波）远大于流速。若波长较短，则科里奥利力影响极小，与通常分层流动中的重力波无异。若波长较长，特别是和地球（或别的行星）同量级时，科里奥利力影响明显，则波的相速和结构都与重力波明显不同。
②行星波。地球的大气运动、海洋运动和其他行星大气大尺度运动的最明显和最重要的形式，流场弯曲如波状，波长大都与行星半径同量级（在洋流中波长较短），因而得名。又称罗斯比 - 阿尔文波或罗斯比波。行星波与大型天气系统密切相关，又是大气环流或大洋环流的主要组成部分，故为大气动力学 、海洋动力学和地球流体力学的主要研究对象。行星波的相速和流速同量级，涡量远大于散度，故又称涡旋波。其产生机制是行星表面各处的科里奥利参数不均匀，即行星大气涡量的地面法向分量存在梯度，从而使流体微团在运动过程中改变其相对涡量，形成波动。事实上，若ω=0，和式（1）相应的线性方程除有重力波解外，还有定常的涡旋场解。若ω0，则涡旋场为非定常，成为涡旋波；且忽略二维可压缩性（取二维散度为零）时，它也存在；能量来源于流体运动自身的惯性，故又称为惯性波。
③埃克曼流。行星边界层内的流动。其主要特征是流体速度水平分量沿高度呈螺线变化，称埃克曼螺线。这是由于层内流体速度因粘性力作用而减小，使科里奥利力与压强梯度 、重力之间失去平衡的结果。埃克曼流常伴有铅直速度，称埃克曼抽吸，影响行星边界层外的大尺度运动。
④大气环流。大气中各种大尺度运动的全体组成的具有最大空间尺度的运动。已发现两种非常不同的大气环流型：
①　罗斯比环流型　由明显的行星波组成的非轴对称的大气环流型，为纪念阐明行星波的罗斯比而命名。地球大气环流即属此型。
②　哈得莱环流型　大气环流表现为对星体自旋轴对称和准对称的大气环流型。由G.哈得莱首先阐明，故名。木星大气环流即属此型。
大气环流型主要取决于星体自转角速度 ω以及星体大气受太阳辐射而造成极地和赤道之间的温差|ΔT|。若大气加热呈轴对称分布而星体不自转，则热量交换取纯对流形式，即热气反抗重力作用而上升，冷气下沉且从底层流向暖区，此即纯哈得莱环流型。但若星体自转，则在科里奥利力作用下，大气运动中沿子午圈的速度分量vθ产生沿纬圈上的速度分量vλ。ω和|vθ|愈大，则|vλ|愈大。大到一定程度后，由这种轴对称运动所导致的热量沿子午圈的流量过小，积集起来的热量由非轴对称的水平方向的运动来输送，形成明显的行星波，大气环流变为罗斯比环流型。故当 ω和|ΔT|为中等大小时，大气环流为罗斯比环流型。但若|ΔT|固定而 ω增到一定程度，或ω固定而|ΔT|增加过大，则|vλ|过大，轴对称环流又占主要地位，转变为哈得莱环流型。人类经历了两百多年的研究，特别是最近三十年通过旋转圆盘内流体运动的模拟实验以及相应的理论分析才最后弄清上述机理，这对认识大气环流的本质有很重要的意义。
若大气环流为罗斯比环流型，则在一些纬度带内，暖气下沉，冷气上升，和哈得莱环流型的情况相反。这些地带的子午圈环流称为反哈得莱环流。地球大气在中纬度地区即属此情况。
⑤大洋环流。地球上海洋中各种大尺度运动的全体组成的最大空间尺度的运动。大洋环流和大气环流有许多共性，但海岸的几何约束对洋流有明显影响，使其具有特点。最简单的一种大洋环流模式是惯性洋流。在这种模式中，风应力、科里奥利力和惯性力三者互相平衡。在开阔洋面上，洋流为风应力所驱动，然后受惯性力作用流向海岸地带，科里奥利力随纬度的变化使向西流动的 洋流加速 ，称西向强化现象；子午线走向的海岸的几何约束，使洋流转而流向高纬地区并强化（北向强化现象）。这是大西洋湾流和太平洋暖流（即黑潮）的显著特点。
地球流体运动也常按科里奥利力影响的程度分为准地转运动和非地转运动两大类：
①准地转运动。满足Ro<<1和Ek<<1的运动。在这类运动中，重力、压强梯度力和科里奥利力三者几乎平衡，且运动为准水平的，沿重力方向的速度分量很小。大气和海洋环流、行星波以及大尺度涡旋属于准地转运动，是地球流体大尺度运动的主要类型。
②非地转运动。除准地转运动外的地球流体运动。在这类运动中，重力、压强梯度力和科里奥利力三者不处于几乎平衡状态。在自由流体中 ，Ro <<1不成立。重力-惯性波、重力波、对流、尺度较小的强涡旋和埃克曼流属于非地转运动。

关於准地转

完全的大气运动方程组是十分复杂的,它包含各种尺度的运动.为了理论求解和实际应用的目的,根据研究对象可以对这一套完全的方程组进行简化,最常用的简化方法是尺度分析.准地转运动是根据尺度分析得到的,适用于温带天气尺度的一种运动形式,它比描述热带扰动或行星尺度运动的理论要简单的多.
准地转运动的主要特征是水平速度近于为地转近似,这意味着对于大尺度大气运动经常是处于准地转平衡状态,其发展和演变是缓慢的.如果由于其他力的作用使这种准地转运动平衡状态受到破坏,则准地转近似要求这种受破坏的准地转平衡状态必需通过某种机制(即适应过程)迅速的得到恢复,因而准地转近似表明,平衡是长期的,破坏或不平衡是暂时的.
所以,准地转运动下的运动方程不是地转风公式,它具有加速度项.

地球流体力学的基本动力过程

支配地球流体大尺度运动的动力过程有地转适应过程和准地转演变过程等。
①地转适应过程。使地球流体非地转运动很快地调整为准地转运动的动力过程。若局部地区有非地转运动，则重力波和重力-惯性波的能量很快地沿水平和垂直方向弥散 ，而科里奥利力作用则使运动较快地变为准地转运动。这就是地转适应过程的实质，也是使地球流体大尺度运动经常保持为准地转运动的重要机理。
②准地转演变过程。准地转运动随时间变化的动力过程。控制此过程的因子是涡量或位涡量沿空间分布的不均匀、能源）和耗散力。大气动力学、海洋动力学和地球流体力学着重研究准地转演变过程。天气形势预报就是根据对天气系统（大尺度大气流场）的准地转演变过程的研究结果作出的。

为什么准地转运动可以滤除声波?

因为地砖运动可以作为向心运动的一种可以分离声波。